Реферат з гідрології на тему:

Русловий алювій Черемошу

Вступ

Черемош, права та найбільша притока (довжина 80 км, площа басейну 2650
км2) Пруту, утворюється злиттям Чорного і Білого Черемошу в гірському
селі Устеріки в Покутсько-Буковинських Карпатах. Витоки Чорного Черемошу
(89 км, 836 км2) знаходяться в Мармароських Карпатах (внутрішня частина
Східних Карпат). Подібна область витоку й Білого Черемошу – він теж
розтинає північно-східні відроги Мармароських Карпат. Білий Черемош
коротший від Чорного (61 км) і має меншу водозбірну площу (632 км2).
Cпоконвіку Білий Черемош був річкою пограничною. У ХІХ ст. по ньому
проходив кордон між Галичиною і Буковиною, пізніше – у міжвоєнному
періоді – кордон між Польщею і Румунією. Зараз Черемош відділяє
Чернівецьку область від Івано-Франківської. Від Устерік Черемош
проривається через зони скибових складок і в місцевості Кути залишає
Карпати й випливає на передгір’я, впадає до Пруту нижче місцевості
Чортория. На досліджуваному карпатському відтинку (33 км), між
Устеріками й Вижницею, ріка має похил 7,3 0/00. Поздовжній профіль ріки
неврівноважений: зустрічаються випуклі та ввігнуті злами, пов’язані з
чергуванням ділянок виходів стійких і більш податливих на ерозію порід
флішової серії (Teisseyre, 1938). Знаний на Черемоші водоспад під
Сокільською скалою коло Тюдова в ХІХ ст. був зірваний динамітом з метою
впорядкування сплаву деревини (Grodziski, 1998). На виході з Карпат
Черемош розтікається кількома рукавами, зменшується похил ріки і від
Вижниці до місця впадіння в Прут він сягає тільки 3,0 0/00.
Середньорічні витрати води становлять 33,2 м3/с (Кирилюк, 1993).

Увесь гірський водозбір Черемошу розташовується в межах зовнішніх
флішових Карпат, а витоки — серед палеозойських та мезозойських порід
серединного Мармароського масиву — у Чивчинських горах (кристалічні
сланці, гнейси, базальти, андезити і вапняки). Бриловий блок
Мармароських Карпат є в значній мірі зденудований і жодна з його вершин
не перевищує 2000 м н.р.м. (Kondracki, 1937). З північного сходу до
нього прилягає Чорногірська зона, що належить тектонічно вже до
Зовнішніх Карпат. Далі на схід хребти збудовані з малостійких порід
менілітово-кросненської серії, що раніше відносилась до сілезької
структури (остання поділялась на кросненську зону і скольський покрив —
wdowiarz, 1948). Східний, крайовий уступ карпатської гірської країни
утворює широка зона скибових складок. Нижній передгірний фрагмент долини
Черемошу розташовується уже в межах неогенових утворень, що у
прикарпатській частині зім’яті в складки (Wyszynski та ін., 1939).

Зацікавлення алювієм Черемошу розпочалось ще у міжвоєнний період
(Teisseyre,1933; Woznawski, 1935). Трохи раніше започатковано детальні
геологічні дослідження цієї частини Східних Карпат (Pawlowski, 1914).
Українські географи свої зацікавлення Черемошем сконцентрували на
аналізі терасових рівнів (Кожуріна, 1955) та гідрологічному режимі ріки
(повеневі трансформації русла і т.д. — Лютик, 1963). Сучасні руслові
гравійно-галечникові відклади Черемошу утворюються внаслідок обточування
скельних уламків, що поступають до русла в результаті глибинної та
бокової ерозії. Значну роль у постачанні уламкового матеріалу відіграють
притоки. Алювій допливів найчастіше мало обточений і слабо сортований.
Значна кількість алювію вимивається в сучасні розсипища ріки з терас. У
долині Черемошу є декілька їх рівнів. Найнижчим є заплава з висотами від
0,5 до 1,5 м. Три вищих з’являються на висотах 2 – 3 м, 3 – 4 м і 5 –
6 м. Над ними виступають дві старші тераси: 14-16 м і 20-21 м
(Teisseyre,1933; Wdowiarz, 1948).

Мета дослідження

Метою польових досліджень, проведених на межі вересня і жовтня
2000 року, було виявлення відмінностей алювію Черемошу на відтинку від
Устерік до місця впадіння в Прут. У кожному з шести пунктів,
розташованих один від одного на відстані біля 20 км, проведено обмір 20
найбільших валунів або галечників і відібрано проби фракцій 2 – 64 мм
для вивчення гранулометрії, форми, ступеня обточення і петрографічного
складу гравійно-галечникового матеріалу. Обмірювання 20 найбільших
зразків на кожному зарінку проводилось з метою з’ясування темпу абразії
— зменшення розмірів (довжини, ширини і товщини) рінів вниз за течією
річки. Дослідження петрографічного складу мало дати відповідь на
питання: як геологічна будова водозбору впливає на відмінності складу
алювію, котрі уламки найкраще транспортуються рікою, які їх
петрографічні типи найшвидше обточуються і подрібнюються? Характер
обточення алювію є одним із важливих показників його змінювання вниз за
течією річки і відповідно до шкали Крумбайна і Шлосса (1963) є виразом
“зрілості” гравійно-галечникового матеріалу. Форми гальки аналізувались
для фракцій 17-32 мм. Опираючись на діаграму Зінга (1935) виділено форми
галечників, наближені до диску, еліпсу, кулі та веретена. У галечниковій
масі враховувалась також кількість розбитих зразків.

Найвище розташований пункт дослідження знаходиться в Устеріках, на
лівому березі Чорного Черемошу (північна околиця села) в місці, де річка
найближче підходить до дороги. Скупчення важких і масивних валунів
утворюють тут довгий побічень, у котрому найбільші зразки досягають в
середньому 2 м (1810 мм) у діаметрі. Пункт на Білому Черемоші вибрано в
місцевості Стебнів, біля 1 км вище злиття Білого і Чорного Черемошу.
Проби для дослідження взято з руслового розсипу-острова. Там теж
обміряно 20 найбільших зразків. Наступний пункт — Розтоки — знаходиться
на лівому березі Черемошу і є найвище розташованим після злиття обох
головних руслових рік. Розлоге нагромадження валунів, зосереджене під
пішохідною кладкою, є типовим меандровим побічнем, виповненим різким
поворотом Черемошу. Наступна точка досліджень – Вижниця – лежить у
підніжжі Карпат.

Дослідження проводились тут на русловому розсипі алювію посеред річки.
Ще нижче розташований пункт знаходиться на зарінку в селі Банилів.
Черемош у цьому місці є класичною багаторукавною розтоковою річкою.
Точка дослідження розміщена в найпівденнішому рукаві. Останню ділянку,
подібно до попередньої, вибрано на правому березі Черемошу — у селі
Чортория, неподалік від місця впадіння Черемошу в Прут.

Таблиця 1. Розміщення пунктів дослідження в долині Черемошу

Ріка Пункт Км від гирла вис. н.р.м., м цоколь

Чорний Черемош Устеріки 75,0 504 Фліш

Білий Черемош Стебнів 76,0 503 Фліш

Черемош Розтоки 62,0 432 Фліш

Черемош Вижниця 37,5 302 Міоцен

Черемош Банилів 21,0 247 Міоцен

Черемош Чортория 4,5 201 Міоцен

Петрографічний склад алювію

Досліджувався петрографічний склад чотирьох фракцій: 2 – 4 мм, 5-8 мм,
9-16 мм, 17-32 мм. Кількість зразків в окремих пробах коливалась від 50
у найкрупнішій фракції до кількасот — у фракції 2-4 мм (в одному випадку
– понад 1000 зерен). Виділено 3 групи гравію пісковиків — дрібно-,
середньо-, і грубозернисті, а також конгломератів, кварцу, роговиків.
Екзотичний та гравій антропогенного походження зараховано до групи
інші.. На всіх пунктах домінує гравій дрібнозернистих пісковиків. У
найдрібніших фракціях їх частка рідко спадає нижче 90%. Лише у
найкрупніших фракціях з деяких ділянок, на дрібнозернисті пісковики
припадає менш, ніж 60% від усієї суміші. Середньозернисті пісковики
появляються на кожній точці в грубших фракціях. Одночасно з ростом
розмірів гравію зростає й частка екземплярів, складених
середньозернистими пісковиками. Зріст величини зерна в рінях пісковиків
є обернено пропорційним до їх частки у всіх пробах. Крайнім проявом цієї
закономірності є відсутність у алювії конгломератових зерен, хоча ці
породи приймають участь у геологічній будові басейну Черемошу.

Специфічною рисою гравійно-галечникових відкладів Черемошу є висока
частка роговикових зразків. Їх кількість дорівнює, а інколи й перевищує
лік кварцового гравію. В Західних Карпатах, у долинах Соли, Скави і Раби
в найдрібніших фракціях кількість кварцу коливається від декількох до
кількох десятків відсотків (Malarz, 1999, 2000). Тут максимальна їх
частка не перевищує 8% (п. Устеріки, фракція 2-4мм). Частка кварцу
незначна й далі — вниз за течією річки. На найнижчому пункті (Чортория)
він зустрічається в усіх фракціях у кількості лише від 1,9% до 4,2%.
Причина низького відсотку кварцових зерен-рінів у складі алювію Черемошу
криється в особливостях геологічної будови — в межах басейну річки
домінують менілітово-роговикові породи.

Дуже рідко у складі алювію зустрічаються інші петрографічні відміни
гравійно-галечникового матеріалу (фото 2) Не дивлячись на те, що вони
урізноманітнюють монотонність алювію річки, статистичний підрахунок
показує, що у сумарному виносі на них припадає менше 1%. З гірських
порід, зарахованих до групи інші, в алювії Черемошу зустрічаються
кристалічні сланці, кварцити, а в долині Білого Черемошу і поодинокі
зразки вапняків. Надзвичайно рідко попадається обточений матеріал
антропогенного походження – скло, цегла, бетон, вугілля тощо. З цієї
точки зору алювій Черемошу можна віднести до найчистішого у Карпатах.

Аналіз петрографічного складу фракції 17-32мм дозволяє простежити
виразну закономірність. За течією річки у складі алювію неухильно
зменшується частка дрібнозернистих пісковиків. На найвище розташованих
пунктах (Устеріки, Стебнів) частка дрібнозернистих пісковикових наносів
складає відповідно 90 і 80%. У місці впадіння Черемошу до Пруту їх
частка сягає лише 46%. Відсоток середньозернистих пісковиків у фракції
17-32мм значно коливається від точки до точки, хоча загалом він плавно
зростає вниз за течією. Подібно виглядає справа з алювієм роговиковим і
кварцовим. В аналізованій фракції інша картина проявляється лише на двох
найнижчих пунктах. В Чорториї частка роговикової гальки досягає аж 6%, а
кварцової 4%. Це результат їх натуральної селекції за ступенем
стійкості. Кварц і роговик мають кращу абразійну стійкість в річковому
середовищі, ніж зразки пісковиків. Останні, як правило, знаходяться в
дрібніших фракціях. Одночасно із зменшенням розмірів зерен частка
кварцової гальки зростає. Збільшується її відсоток і вниз за течією
ріки. Така закономірність характерна й для більшості рік Західних Карпат
(Malarz, 1992; Rutkowski, 1995).

Розміри алювію

Розмір алювію гірських річок є величиною мінливою, залежною від
локальних геологічних умов. У флішових Карпатах початкові розміри
cкельних уламків пов’язані з потужністю верств пісковиків і
конгломератів. Після виходу річки з Карпат до русла перестають
безпосередньо поступати уламки флішу і ріка обробляє алювій гірського
“позафлішового” походження. У Передгір`ї розмір рінів зменшується вниз
за течією, а залежність розмірів гравійно-галечникового матеріалу від
пройденого шляху (його транспортування) має логарифмічний характер
(Sternberg, 1875). Ця закономірність названа правилом Штернберга і
підтверджується багатьма авторами (Unrug, 1957; Kodoma, 1994; Mikos,
1993). Обмірювання величини окатишів на руслових розсипищах полягає в
знаходженні середньоарифметичного розміру серед 20 найбільших зразків.
При аналізі беруться до уваги також розміри саме найкрупнішого
екземпляра. В долині Черемошу найбільші валуни і галька були зафіксовані
на найвище розташованих пунктах досліджень в Устеріках і Стебневі. Вони
досягали в діаметрі приблизно 2 м, тоді як середні розміри з поміж 20
обміряних проб доходили до 920 мм (Стебнів) і 845 мм (Устеріки). Після
70 км руслової міграції середня величина найбільших валунів зазнає понад
трьохкратного зменшення. Найбільші зразки на найнижче розташованому
пункті в Чорториї сягали ледь за 20 см. Стосовно найкрупніших
екземплярів – ступінь скорочення їх розмірів є ще вищим.

Форми алювію

Спираючись на виміри 3 осей (а,в,с) гальки фракції 17-32мм описано їхні
форми відповідно до критеріїв, запропонованих Зінггом (1935).
Характерною рисою є відносно незначна змінність її форм в межах усіх
досліджених ділянок. Всюди переважають дископодібні ріні: в жодній з
досліджених проб вони на спадали нижче 40%. Другу групу становить галька
еліпсоїдної форми. Її частка коливається від кількох відсотків у пункті
Розтоки до 30% у Вижниці. Веретеноподібні зразки загалом займають третє
місце (27-12%). Найменш чисельна група — ріні кулястої форми, хоча на
найнижчій ділянці в Чорториї форму кулі мала кожна п’ята галька фракції
17-32 мм. На вище розміщених пунктах їх частка значно нижча. Одночасно
зі зменшенням розмірів гальки спадає різниця між осями а, b, с і зростає
відсоток кулястих екземплярів. Крупніші фракції відрізняються значно
вищою розбіжністю форм, ніж розглянута фракція 17-32 мм.

Серед найбільших валунів, а досліджено їх на кожному пункті по 20 шт.,
все виглядає по-іншому. На найвищих точках в долинах Білого і Чорного
Черемошів домінують екземпляри, наближені за формою до диску. В першому
випадку їх частка перевищувала 50% (Білий Черемош), в другому – Чорний
Черемош – виносить біля половини. Другу за результатами підрахунків
групу на тих ділянках становили еліпсоїдні ріняки. Їх частка
перевищувала в обох випадках 20%. На зразки веретеноподібної форми
припадає там 10%. Найменший відсоток мають кулясті екземпляри. Це
характерно для всіх пунктів. В одному випадку, на точці Банилів, у
дослідженій пробі кулястих зразків не знайдено взагалі.

Після злиття обох Черемошів, на ділянці Розтоки, в руслі появляється
велика кількість (понад 70%) зразків веретеноподібної форми. На інших
точках частка цих форм не така значна як у Розтоках, однак залишається
вагомою (25-50%). Вниз за течією відсотково зростає частка рінів
еліпсоїдної форми. Якщо в пункті Розтоки їх налічується в масі тільки
15%, то в найнижчій точці (Чортория) їх частка зростає до 60%. Цей зріст
відбувається за рахунок зменшення кількості екземплярів інших форм –
дископодібної, кулястої та веретеноподібної, відсоток яких на окремих
ділянках змінюється в досить широкому діапазоні.

На форму алювію досліджених зарінків впливають три головні чинники.
Першим з них є натуральна абразія окатишів в бурхливих водах головного
струменя ріки. Результатом цього процесу є збільшення у
гравійно-галечниковій суміші зразків еліпсоїдної та веретеноподібної
форми. Незначний відсоток кулястих форм обумовлений шаруватою структурою
пісковиків. Другим елементом. що визначає форму валунів, гальки і гравію
на конкретній ділянці є бічне надходження матеріалу. Оскільки притоки
здатні змінити обриси руслових розсипищ головної ріки, то вони в стані
змінити і їх форму. Третім елементом є зміна форм в процесі розбивання
алювію. Це відбувається як за рахунок взаємоударяння уламків гірських
порід, транспортованих по дну річки, так і шляхом їх чіпляння за
перешкоди дна (скельні ребра і пороги, опори мостів тощо).

Ступінь обточення

На ступінь обточення річкового алювію впливають фізичні властивості
гірських порід, особливо стійкість до абразії, витривалість на
стискання, а також тривалість транспортування (Unrug, 1957). Алювій
руслових розсипів Черемошу має різну ступінь обточення. Відповідно до
візуальної шкали Крумбейна і Шлосса (1963) цей показник може змінюватися
від 0,1 до 0,9. Середні його значення для фракції 17-32мм коливаються
від 0,60 на найвищій точці в Устеріках до 0,76 на передгір’ї (Банилів).
Разом з віддалю транспортування зростає й ступінь обточення, однак це
зростання не є рівномірним і зустрічаються відхилення від цього тренду.

Причини таких ускладнень потрібно шукати в боковому постачанні
матеріалу. Завдяки притокам, що виносять мало обточені уламки, може
істотно понизитись вище вказаний показник у руслі головної ріки. Крім
вивчення середніх значень обточення для фракції 17-32 мм цей же показник
застосовано також стосовно до найбільших валунів. Поза одним випадком,
ступінь обточення цих великих екземплярів є нижчим, ніж дрібних. Однак і
тут тенденція росту ступеня обточення вниз за течією ріки є дуже
виразною, навіть при тому, що при обстеженні найкрупніших валунів
середнє значення випливало з дослідження лише 20 зразків. Відмінності
обточення, виявлені в результаті обробки досліджених проб, показує такий
статистичній показник як стандартне відхилення. Він дозволяє оцінити
однорідність проби (пр. тільки значення 0,7-0,9) або побачити також
значне розпорошення значень вище згаданого показника (від 0,1 до 0,9).
Величина стандартного відхилення для валунів є значно нижчою, ніж для
гальки фракції 17-32 мм. Така ситуація проявляється на всіх п’яти
пунктах (табл.2). Це свідчить про значно менші відмінності показника
обточення в цій групі. Дрібний алювій характеризується різним ступенем
обточення і на середнє його значення часто впливають величини, часами
значно віддалені від середньої.

Таблиця 2. Ступінь обточення алювію Черемошу

Пункт Фракція 17-32 мм Фракція вище 128 мм

Середня Стандартне відхилення Середня Стандартне відхилення

Чортория 0,69 0,20 0,67 0,17

Банилів 0,76 0,16 0,72 0,14

Вижниця 0,67 0,21 0,64 0,19

Розтоки 0,62 0,19 0,68 0,19

Устеріки 0,60 0,23 0,57 0,10

Стебнів 062 0,22 0,52 0,19

Закінчення

Руслові алювіальні розсипи Черемошу, завдяки широкому розповсюдженню,
чистоті та добрій відслоненості є вдячною темою геоморфологічних
досліджень. Ріка, з уваги на розташування басейну і перетинання своєю
долиною головних карпатських структур, може бути взята за
репрезентативний приклад для Східних Карпат. Петрографічний склад алювію
є характерним, типовим. В ньому домінують щонайменше три риси. Перша —
дуже висока частка у складі алювію дрібнозернистих пісковиків. Другою
рисою є високий (у декілька раз вищий ніж у Західних Карпатах) вміст
роговикового компоненту. Остання, третя риса, полягає в дуже малій
кількості алювію кварцового.

Специфіка гранулометрії алювію Черемошу – це великі розміри валунів у
середній частині водозбору. Скельні блоки розмірами понад 1,5 м, не є
тут рідкісним явищем, так, як у Західних Карпатах. Форми гальки фракції
17-32 мм є досить однорідними і не простежується суттєвого впливу шляху
транспортування на зміни цього параметру. Серед валунів відмінність форм
є значно більшою, але встановити виразні закономірності важко. Натомість
вони присутні в характері (ступені) обточення. Він зростає вниз за
течією ріки. Значення цього параметру коливаються від 0,57 у фракції
вище 128 мм до 0,76 у фракції 17-32 мм. Дрібніші фракції відрізняються
ширшим діапазоном відмінностей обточення, ніж проби крупних галечників і
валунів.

Список літератури

1. Атлас Ивано-Франковской области, Москва, 1990, — 32с. 2. Кирилюк М.І.
Черемош // Географ.енциклоп. України, Т.3, 1993. – С.396. 3. Kodama Y.,
1994, Downstream changes in the lithology and grain size of fluvial
gravels, the Watarase River, Japan: evidence of the role of abrasion in
downstream fining, Journal of Sedimentary Research, vol. A64, s. 68-75.
4. Kondracki J., 1937, Karpaty Marmaroskie, Wierchy, t. 15, 104-117.
5.Кожуріна М.С. Деякі питання геоморфології долини ріки Черемошу //
Наукові записки Чернівецького університету, Т. XIII, 1955. — С. 60-69.
6. Krumbein W. C., Sloss L. L., 1963, Stratigraphy and sedimentation,
Freeman and Company, San Francisco, ss 660. 7. Лютик П.M. O режиме
паводков и величине максимальных расходов воды реки Черемош, Материалы
Научной Сессии, Секция географических наук, Черновиц. ун-т, 1963. — С.
52-54. 8. Malarz R., 1992, Etap denudacyjny w polskich
Karpatach fliszowych, Prace Monograficzne WSP w Krakowie nr 150, ss.
158. 9. Malarz R., 1999, Stefowa i pi?trowa zmienno?? udzia?u ?wirow
kwarcowych w aluwiach rzek karpackich, Materia?y z Sympozjum:
„Strefowo?? i pi?trowo?? procesow w ?rodowisku przyrodniczym po?nego
glacja?u i holocenu”, U? Sosnowiec, s. 129-133. 10. Malarz R., 2000,
?wiry kwarcowe w aluwiach rzek karpackich, Geomorfologia gor i wy?yn w
Polsce – kontrowersje i nowe spojrzenia, Materia?y konferencyjne, Wolka
Milanowska 16-19.05.2000, s.35-37. 11. Malarz R., 2000, Plejstoce?skie
?wiry w dolinie So?y, Materia?y z Sympozjum: „Transformacja dolin
plejstoce?skich w Holocenie – strefowo?? i pi?trowo?? zjawiska,
Sosnowiec 13-14 kwietnia 2000, s. 89-93. 12. Miko? M., 1993, Fluvial
Abrasion of Gravel Sediments, Mitteilungen 123, Zurich, ss. 321. 13.
Paw?owski s., 1914, Uber ein altes Talst?ck in der Bukowina. Mitt. der
geol. Ges. In Wien, bd.VII, h.2-4. 14. Rehman A., 1895, Karpaty opisane
pod wzgl?dem fizyczno-geograficznym, ss. 657, Lwow. 15. Rutkowski J.,
1995, Petrographic composition of the quartenary gravels of the
Carpathians and their foreland, Studia Geomorphologica
Carpatho-Balcanica, vol. XXIX, Krakow, s. 78-89. 16. Sternberg H.,
1875, Untersuchungen uber Langen und Querprofil geschiebefuhrender
Flusse, Zeitschrift fur Bauwesen, vol. 25, s. 483-506. 17. Teisseyre J.,
1938, Studium profilow pod?u?nych rzek wschodnio-karpackich, Rocznik
P.T.Geol. t.14, 81-112. 18. Teisseyre H., 1933, Terasy Czeremoszu w
okolicy ?abiego, Wiadomo?ci Geograficzne, t. XI, nr 1-2, s. 8-11. 19.
Unrug R., 1957, Wspo?czesny transport i sedymentacja ?wirow w dolinie
Dunajca, Acta Geol. Polon., vol. 7, z.2, s. 217-250. 20.
Wdowiarz J., 1948, P?aszczowina skolska w regionie Czeremoszu, Rocznik
PTG, t. 17, 153-186. 21. Wo?nowski M., 1935, Skutki powodzi w
dolinie Czarnego Czeremosza, Czas. Geogr. t. XIII, s. 297-299. 21.
Wyszy?ski O, Teisseyre H, Obtu?owicz J., 1939, Zdj?cie geologiczne
przedgorza Karpat na arkuszu Kuty, Rocznik P.T. Geol., t. 15, 1-14. 22.
Zierhoffer A., 1935, Kilka przyk?adow dzia?ania wod powodziowych w
dorzeczu Stryja i Oporu, Czas. Geogr., s. 292-297.

Похожие записи